资源综合利用环境保护1

2024/1/111资源综合利用环境保护第1课时2024/1/112当前地球正面临的严重问题：化石能源越来越少环境问题越来越严重保护环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2024/1/113废气、废水、废渣

煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源，也是三种重要的化石燃料优点:提供能量、化工原料缺点:不可再生、环境污染从煤、石油和天然气中获得基本化工原料无烟煤泥煤褐煤50%~60%60%~70%95%以上2024/1/115一、煤的综合利用1、煤的组成

组成元素:主要是碳元素；（还有少量的H、O、N、P、S、卤素等）组成成分：是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。煤的结构模型从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2024/1/116无机物(少量)有机物C

元素—大量H、O、N、S等元素

—少量无机盐等

污染环境COx、NOx、SO2

烟尘煤的组成1、煤的组成从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2024/1/117煤的综合利用煤的干馏煤的气化煤的液化获得洁净的燃料和多种化工原料——物尽其用，保护环境煤直接作燃料——利用率低并污染环境从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2024/1/118②煤的干馏实验装置图2、煤的综合利用（1）煤的干馏①煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。从煤、石油和天然气中获得基本化工原料3．U形管底部还有一种黑褐色粘稠的油状物生成，这是煤焦油。2．点燃导管尖嘴处，有淡蓝色火焰燃烧焦炉煤气：氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳1．玻璃管中的烟煤粉最后变成黑灰色固体物质这是焦炭；成分：苯、甲苯、二甲苯等有机物2024/1/119表4-2煤干馏的主要产品和用途从煤、石油和天然气中获得基本化工原料产品主要成分用途焦炉煤气焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳气体燃料、化工原料粗氨水氨、铵盐炸药、染料、医药、农药、合成材料粗苯苯、甲苯、二甲苯煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类、萘染料、医药、农药、合成材料沥青筑路材料、制碳素电极焦炭碳冶金、合成氨造气、电石、燃料2024/1/1110从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2024/1/1111（2）煤的气化：

将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)高温水煤气从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2024/1/11在一定条件下将煤转化液体燃料的过程。分为直接液化和间接液化。（3）煤的液化：C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高温如：直接液化间接液化煤与氢气作用生成液体燃料先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇CO+2H2CH3OH催化剂从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2024/1/1113从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2024/1/1114从煤、石油和天然气中获得基本化工原料

石油的分馏和煤的干馏杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类油田原油原因：水---浪费燃料盐---腐蚀设备处理：脱水、脱盐从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油。原油：石油的预处理石油的性质和成分:①组成元素：__、__元素为主，占97～98％，还含少量S、N、O等元素。②组成物质：主要是由各种＿＿＿烃、＿＿＿烃和＿＿＿烃组成的混和物，大多数是液态烃，同时溶有气态烃和固态烃（故＿＿＿固定的熔沸点）。CH烷环烷芳香没有石油炼制的目的：1、进行一定程度的分离；2、提高石油的使用价值◆分馏：根据液态混和物中各成分＿＿＿的不同，通过多次加热、冷凝，把它们分成＿＿＿＿不同的蒸馏产物。故分馏又叫多次蒸馏。分馏产物叫馏分。(它属____物)。沸点沸点混合①温度计水银球的位置位于什么地方？②蒸馏烧瓶中为什么要放几片碎瓷片？③馏出物和冷却水的流动方向怎样？④为什么接受容器使用锥形瓶？换成烧杯行不行？为什么？

防止暴沸馏出物从上往下，冷却水下进上出蒸馏烧瓶的支管口处不行，溶液会外溅实验石油分馏示意图二、石油的炼制1.石油的分馏原油脱盐脱水石油常压分馏石油气(C1-C4)汽油(C5-C11)煤油(C10-C16)柴油(C15-C18)重油分馏：根据物质的沸点的不同进行分离的一种方法。分馏出来的各种成分叫馏分。每一种馏分仍然是多种烃的混合物。溶剂油(C5-C8)25%75%重油减压分馏重柴油润滑油凡士林石蜡沥青将重油进行减压分馏2.石油的裂化和裂解：裂化：在一定条件下，把分子量大,沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。如：C16H34C8H18+C8H16

C8H18C4H10+C4H8

C4H10CH4+C3H6C4H10C2H4+C2H6目的：提高汽油的产量。催化剂加热.加压加热.加压催化剂催化剂加热.加压催化剂加热.加压热裂化催化裂化目的:提高汽油的质量和产量目的:提高汽油的产量缺点：温度过高，发生结焦现象催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）

石油裂化有热裂化和催化裂化两种化学变化分馏汽油(直馏汽油)与裂化汽油有什么不同？能否用裂化汽油萃取溴水中的溴单质？直馏汽油裂化汽油产量较低质量不高产量高质量高无烯烃直链烃为主有烯烃支链烃环烃×裂解：深度的裂化，使具有长链分子的烃在7000C以上高温时断裂成短链的烃的过程。是一种深度裂化。裂解的目的：。乙烯的产量是一个国家石化水平的标志获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料催化剂加热、加压CH４+C３H６

C４H１０C４H１０催化剂加热、加压C２H４+C２H６

异构化：芳构化：直链→支链直链→苯环

裂化裂解的不同点：

（1）目的不同（2）条件不同（3）原料不同裂化：重油、石蜡等裂解：石油的分馏产品(包括石油气)在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯3.石油的催化重整2024/1/1129从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2024/1/1130从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2024/1/1131比较蒸馏、分馏、干馏蒸馏分馏干馏操作过程原理目的加热和冷凝加热和冷凝隔绝空气加强热物理变化物理变化复杂的物理变化和化学变化分离精炼加工煤从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2024/1/1132从煤、石油和天然气中获得基本化工原料——加成聚合反应（即加聚反应）方法：将双键改为单键，将原来连在不饱和碳原子上的其它原子（或原子团）写在链节的上方或下方。聚乙烯nCH2＝CH2[CH2－CH2]n

催化剂4、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料（链节）(n为聚合度)（单体）试写出以下物质的加聚反应方程式CF2＝CF2CH2＝CHC6H5CH2＝CCH3COOCH3CH2=CHCH3聚氯乙烯塑料聚乙烯塑料聚丙烯塑料聚苯乙烯塑料合成纤维2024/1/1138酚醛塑料单体：苯酚、甲醛以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2024/1/1139聚四氟乙烯单体：CF2＝CF2以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2024/1/1140思考与交流：1、目前，回收利用废旧合成材料有很多途径，请查阅资料了解有哪些途径？并试着从环境保护和经济成本等方面作出评价。2、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，还是回收利用？请用必要资料和数据作为论据。以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2024/1/11411、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通过熔融再生重新作成多种有用的材料；二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2024/1/1142科学视野：壁虎的脚与胶黏剂以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2024/1/1143正方观点举例：1、生产和使用合成材料可以更加合理的开发和利用自然资源；2、生产和使用合成材料可以使利用太阳能变的方便、经济和实用；3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡胶等，有利于生态环境的保护。以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2024/1/1144反方观点举例：1、生产和使用合成材料等自然界原本没有的物质，超出环境的自然消化能力，这不是科技的进步，而是异化和倒退。2、废旧合成材料的回收和利用并不容易，甚至有些材料的回收再生成本大大高于制造成本，经济上考虑根本不合算。3、天然的东西是最好的，我们应该提倡“回归自然”的绿色生活方式，拒绝生产和使用合成材料。以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2024/1/1145随堂练习A1、石油加工的主要目的是（）A.将石油按其成分的沸点不同加以分离B.将石油按饱和与不饱和烃加以分离C.得到碳原子数多的烃类D.将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2024/1/11462、用重油制取丙烯的方法是（）A.减压分馏B.干馏C.裂化D.裂解D3、石油裂解的目的是（）A.提高轻质液体燃料的产量B.主要提高汽油的产量C.获得短链不饱和烃D.改善汽油的质量C以煤、石油和天然气为原料生产合成材料1.下列物质中，有固定熔沸点的是（）A．汽油B．煤C．苯D．煤焦油课堂练习C

2.下列说法错误的是（）A．石油是只含有的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油B．含以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C．石油的分馏是一个化学过程D．石油裂解得到的裂解气中含不饱和的烯烃C3、1moL某直链烷烃A可以直接裂解成1moL气态烷烃B和1moL气态烯烃C，经测定，裂解后混合气体的密度是同温同压下氢气的14.5倍，试回答：(1)A的式量为

，结构简式为

.(2)B可能是

,C可能是

.(3)如果将1moLB完全燃烧需要2moL氧气，则C就是

。该烯烃发生加聚反应的化学方程式为

。58CH3CH2CH2CH3甲烷或乙烷丙烯或乙烯丙烯nCH2=CHCH3[CH2CH]n

催化剂CH3课堂练习2024/1/1149资源综合利用环境保护第2课时2024/1/1150环境保护与绿色化学2024/1/1151环境保护与绿色化学2024/1/1152一、环境保护1、在环境问题面前，化学工作者所面临的重要问题在环境问题日益突出的今天，化学工作者所面临的重要任务是对

的检测、

的治理、寻找从源头上治理

的生产工艺。2、化学在三废治理过程中的重要作用环境情况三废环境污染环境保护与绿色化学2024/1/1153二、环境保护与绿色化学1、环境：主要是指人类的生存环境。2、环境问题：主要是指由于人类不合理开发和利用自然资源而造成生态环境的破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染问题。3、环境污染：人类排放的污染物质超过了环境的自净能力，引起环境质量发生不良变化从而危害人类健康和生存的现象。因此，要随时进行环境监测！！！如：水华、赤潮、酸雨、光化学烟雾……环境保护与绿色化学2024/1/1154环境污染的分类：按环境要素：分大气污染、水体污染、土壤污染。按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染（噪声、放射性、热、电磁波等）、固体废物污染、能源污染。

环境保护与绿色化学2024/1/1155思考与交流:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些廉价易得的化学物质发生反应加以控制、消除或回收利用。请举例说明这些方法的化学反应原理和类型。酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，属于严重的大气污染现象，会区域性或随风漂移形成对土壤肥力、森林、水生动植物和建筑物等的大范围危害。酸雨主要是由化石燃料的燃烧、金属矿物的冶炼、生产和使用硫酸、硝酸的工厂等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。环境保护与绿色化学2024/1/1156

利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制酸雨等危害。例如：针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱煤、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脱硫。

CaO+SO2====CaSO3

2CaSO3+O2====2CaSO4SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3800

℃800

℃环境保护与绿色化学2024/1/1157再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因，它比硫氧化物的消除难度大，一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物还原，转化为N2、CO2、H2O等无害气体。CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2OCH4+4NO======2N2+CO2+2H2OPt400~500℃Pt400~500℃环境保护与绿色化学2024/1/1158水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类（如蓝藻、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。环境保护与绿色化学2024/1/1159赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。环境保护与绿色化学2024/1/1160绿色化学理念（防治优于治理）核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。从学科观点看：是化学基础内容的更新。（改变反应历程）从环境观点看：强调从源头上消除污染。（从一开始就避免污染物的产生）从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。（尽可能提高原子利用率）热点：原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率为100%环境保护与绿色化学2024/1/1161环境保护与绿色化学2024/1/1162按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济“就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。思考与交流乙烯生产环氧乙烷环境保护与绿色化学2024/1/1163原子利用率=25.4%原子利用率=100%环境保护与绿色化学原子利用率和产率原子利用率=期望产物的总质量生成物的总质量×100%产率=期望产物的实际质量期望产物的理论质量×100%2024/1/1165环境保护与绿色化学2024/1/1166

2月02日：国际湿地日

3月22日：世界水日

4月22日：地球日

5月31日：世界无烟日

6月05日：世界环境日

6月17日：世界防治荒漠化和干旱日

7月11日：世界人口日

9月16日：国际保护臭氧层日

10月4日：世界动物日10月16日：世界粮食日12月29日：国际生物多样性日世

界

环

境

日

把保护生态环境看成自己的神圣使命，正成为世界上越来越多人的共识。请看---环境保护与绿色化学2024/1/1167保护环境

从我做起环境保护与绿色化学2024/1/11681、某工厂利用铜屑制硝酸铜。你认为可以用哪些方法？哪种最好？利用铜屑制硝酸铜可以采用以下三种方法：铜与浓硝酸反应；铜与稀硝酸反应；铜与氧气反应后，再与硝酸反应。从原子经济性的角度考虑，从最大限度地减少废物的排放的角度考虑，采用铜与氧气反应后，再与硝酸反应的方法是最好的。环境保护与绿色化学2024/1/11692、汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与NO等物质）是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”（用铂、钯合金作催化剂）。它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。（1）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式：2CO+2NO2CO2+N2

（2）“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因是（）

SO2转化为SO3，产生硫酸酸雾（3）控制城市空气污染源的方法可以有

（多选扣分）

a开发氢能源b使用电动车

c植树造林d戴上呼吸面具

ab环境保护与绿色化学2024/1/11703、“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的负作用。下列化学反应，不符合绿色化学概念的是（）A．消除硫酸厂尾气排放SO2＋NH3＋H2O=(NH4)2SO3B．消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染

NO2＋NO＋NaOH=2NaNO2＋H2OC．制CuSO4

Cu＋2H2SO4(浓)=CuSO4＋SO2↑＋2H2OD．制CuSO42Cu＋O2=2CuOCuO＋H2SO4(稀)=CuSO4＋H2OC中有污染物SO2放出，不符合“绿色化学”的概念

C环境保护与绿色化学2024/1/11714、保护环境是每一个公民的责任，下列做法：①推广使用无磷洗涤剂；②城市生活垃圾分类处理；③推广使用一次性木质筷子；④推广使用清洁能源；⑤过量使用化肥、农药；⑥推广使用无氟冰箱。其中有利于保护环境的是（）A．①②④⑤B．②③④⑥C．①②④⑥D．③④⑤⑥5、绿色化学的目标是（）A．减少对环境的污染B．防患于未然，最终杜绝化学污染源C．设计对人类健康和环境更安全的化合物D．研究变换基本原料和起始化合物绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。

CB环境保护与绿色化学2024/1/